lib/Target/TargetSchedInfo.cpp

   1 //===-- SchedInfo.cpp - Generic code to support target schedulers ----------==//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the generic part of a Scheduler description for a
  11 // target.  This functionality is defined in the llvm/Target/SchedInfo.h file.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "llvm/Target/TargetSchedInfo.h"
  16 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  17 #include <iostream>
  18 using namespace llvm;
  19
  20 resourceId_t llvm::CPUResource::nextId = 0;
  21 static std::vector<CPUResource*> *CPUResourceMap = 0;
  22
  23 CPUResource::CPUResource(const std::string& resourceName, int maxUsers)
  24     : rname(resourceName), rid(nextId++), maxNumUsers(maxUsers) {
  25   if(!CPUResourceMap)
  26     CPUResourceMap = new std::vector<CPUResource*>;
  27
  28   //Put Resource in the map
  29   CPUResourceMap->push_back(this);
  30 }
  31
  32 ///Get CPUResource if you only have the resource ID
  33 CPUResource* CPUResource::getCPUResource(resourceId_t id) {
  34   return (*CPUResourceMap)[id];
  35 }
  36
  37 // Check if fromRVec and toRVec have *any* common entries.
  38 // Assume the vectors are sorted in increasing order.
  39 // Algorithm copied from function set_intersection() for sorted ranges
  40 // (stl_algo.h).
  41 //
  42 inline static bool
  43 RUConflict(const std::vector<resourceId_t>& fromRVec,
  44            const std::vector<resourceId_t>& toRVec)
  45 {
  46
  47   unsigned fN = fromRVec.size(), tN = toRVec.size();
  48   unsigned fi = 0, ti = 0;
  49
  50   while (fi < fN && ti < tN) {
  51     if (fromRVec[fi] < toRVec[ti])
  52       ++fi;
  53     else if (toRVec[ti] < fromRVec[fi])
  54       ++ti;
  55     else
  56       return true;
  57   }
  58   return false;
  59 }
  60
  61
  62 static cycles_t
  63 ComputeMinGap(const InstrRUsage &fromRU,
  64               const InstrRUsage &toRU)
  65 {
  66   cycles_t minGap = 0;
  67
  68   if (fromRU.numBubbles > 0)
  69     minGap = fromRU.numBubbles;
  70
  71   if (minGap < fromRU.numCycles) {
  72     // only need to check from cycle `minGap' onwards
  73     for (cycles_t gap=minGap; gap <= fromRU.numCycles-1; gap++) {
  74       // check if instr. #2 can start executing `gap' cycles after #1
  75       // by checking for resource conflicts in each overlapping cycle
  76       cycles_t numOverlap =std::min(fromRU.numCycles - gap, toRU.numCycles);
  77       for (cycles_t c = 0; c <= numOverlap-1; c++)
  78         if (RUConflict(fromRU.resourcesByCycle[gap + c],
  79                        toRU.resourcesByCycle[c])) {
  80           // conflict found so minGap must be more than `gap'
  81           minGap = gap+1;
  82           break;
  83         }
  84     }
  85   }
  86
  87   return minGap;
  88 }
  89
  90
  91 //---------------------------------------------------------------------------
  92 // class TargetSchedInfo
  93 //      Interface to machine description for instruction scheduling
  94 //---------------------------------------------------------------------------
  95
  96 TargetSchedInfo::TargetSchedInfo(const TargetMachine&    tgt,
  97                                  int                     NumSchedClasses,
  98                                  const InstrClassRUsage* ClassRUsages,
  99                                  const InstrRUsageDelta* UsageDeltas,
 100                                  const InstrIssueDelta*  IssueDeltas,
 101                                  unsigned NumUsageDeltas,
 102                                  unsigned NumIssueDeltas)
 103   : target(tgt),
 104     numSchedClasses(NumSchedClasses), mii(tgt.getInstrInfo()),
 105     classRUsages(ClassRUsages), usageDeltas(UsageDeltas),
 106     issueDeltas(IssueDeltas), numUsageDeltas(NumUsageDeltas),
 107     numIssueDeltas(NumIssueDeltas)
 108 {}
 109
 110 void
 111 TargetSchedInfo::initializeResources()
 112 {
 113   assert(MAX_NUM_SLOTS >= (int)getMaxNumIssueTotal()
 114          && "Insufficient slots for static data! Increase MAX_NUM_SLOTS");
 115
 116   // First, compute common resource usage info for each class because
 117   // most instructions will probably behave the same as their class.
 118   // Cannot allocate a vector of InstrRUsage so new each one.
 119   //
 120   std::vector<InstrRUsage> instrRUForClasses;
 121   instrRUForClasses.resize(numSchedClasses);
 122   for (InstrSchedClass sc = 0; sc < numSchedClasses; sc++) {
 123     // instrRUForClasses.push_back(new InstrRUsage);
 124     instrRUForClasses[sc].setMaxSlots(getMaxNumIssueTotal());
 125     instrRUForClasses[sc].setTo(classRUsages[sc]);
 126   }
 127
 128   computeInstrResources(instrRUForClasses);
 129   computeIssueGaps(instrRUForClasses);
 130 }
 131
 132
 133 void
 134 TargetSchedInfo::computeInstrResources(const std::vector<InstrRUsage>&
 135                                         instrRUForClasses)
 136 {
 137   int numOpCodes =  mii->getNumOpcodes();
 138   instrRUsages.resize(numOpCodes);
 139
 140   // First get the resource usage information from the class resource usages.
 141   for (MachineOpCode op = 0; op < numOpCodes; ++op) {
 142     InstrSchedClass sc = getSchedClass(op);
 143     assert(sc < numSchedClasses);
 144     instrRUsages[op] = instrRUForClasses[sc];
 145   }
 146
 147   // Now, modify the resource usages as specified in the deltas.
 148   for (unsigned i = 0; i < numUsageDeltas; ++i) {
 149     MachineOpCode op = usageDeltas[i].opCode;
 150     assert(op < numOpCodes);
 151     instrRUsages[op].addUsageDelta(usageDeltas[i]);
 152   }
 153
 154   // Then modify the issue restrictions as specified in the deltas.
 155   for (unsigned i = 0; i < numIssueDeltas; ++i) {
 156     MachineOpCode op = issueDeltas[i].opCode;
 157     assert(op < numOpCodes);
 158     instrRUsages[issueDeltas[i].opCode].addIssueDelta(issueDeltas[i]);
 159   }
 160 }
 161
 162
 163 void
 164 TargetSchedInfo::computeIssueGaps(const std::vector<InstrRUsage>&
 165                                    instrRUForClasses)
 166 {
 167   int numOpCodes =  mii->getNumOpcodes();
 168   issueGaps.resize(numOpCodes);
 169   conflictLists.resize(numOpCodes);
 170
 171   assert(numOpCodes < (1 << MAX_OPCODE_SIZE) - 1
 172          && "numOpCodes invalid for implementation of class OpCodePair!");
 173
 174   // First, compute issue gaps between pairs of classes based on common
 175   // resources usages for each class, because most instruction pairs will
 176   // usually behave the same as their class.
 177   //
 178   int classPairGaps[numSchedClasses][numSchedClasses];
 179   for (InstrSchedClass fromSC=0; fromSC < numSchedClasses; fromSC++)
 180     for (InstrSchedClass toSC=0; toSC < numSchedClasses; toSC++) {
 181       int classPairGap = ComputeMinGap(instrRUForClasses[fromSC],
 182                                        instrRUForClasses[toSC]);
 183       classPairGaps[fromSC][toSC] = classPairGap;
 184     }
 185
 186   // Now, for each pair of instructions, use the class pair gap if both
 187   // instructions have identical resource usage as their respective classes.
 188   // If not, recompute the gap for the pair from scratch.
 189
 190   longestIssueConflict = 0;
 191
 192   for (MachineOpCode fromOp=0; fromOp < numOpCodes; fromOp++)
 193     for (MachineOpCode toOp=0; toOp < numOpCodes; toOp++) {
 194       int instrPairGap =
 195         (instrRUsages[fromOp].sameAsClass && instrRUsages[toOp].sameAsClass)
 196         ? classPairGaps[getSchedClass(fromOp)][getSchedClass(toOp)]
 197         : ComputeMinGap(instrRUsages[fromOp], instrRUsages[toOp]);
 198
 199       if (instrPairGap > 0) {
 200         this->setGap(instrPairGap, fromOp, toOp);
 201         conflictLists[fromOp].push_back(toOp);
 202         longestIssueConflict=std::max(longestIssueConflict, instrPairGap);
 203       }
 204     }
 205 }
 206
 207
 208 void InstrRUsage::setTo(const InstrClassRUsage& classRU) {
 209   sameAsClass   = true;
 210   isSingleIssue = classRU.isSingleIssue;
 211   breaksGroup   = classRU.breaksGroup;
 212   numBubbles    = classRU.numBubbles;
 213
 214   for (unsigned i=0; i < classRU.numSlots; i++) {
 215     unsigned slot = classRU.feasibleSlots[i];
 216     assert(slot < feasibleSlots.size() && "Invalid slot specified!");
 217     this->feasibleSlots[slot] = true;
 218   }
 219
 220   numCycles   = classRU.totCycles;
 221   resourcesByCycle.resize(this->numCycles);
 222
 223   for (unsigned i=0; i < classRU.numRUEntries; i++)
 224     for (unsigned c=classRU.V[i].startCycle, NC = c + classRU.V[i].numCycles;
 225          c < NC; c++)
 226       this->resourcesByCycle[c].push_back(classRU.V[i].resourceId);
 227
 228   // Sort each resource usage vector by resourceId_t to speed up conflict
 229   // checking
 230   for (unsigned i=0; i < this->resourcesByCycle.size(); i++)
 231     sort(resourcesByCycle[i].begin(), resourcesByCycle[i].end());
 232 }
 233
 234 // Add the extra resource usage requirements specified in the delta.
 235 // Note that a negative value of `numCycles' means one entry for that
 236 // resource should be deleted for each cycle.
 237 //
 238 void InstrRUsage::addUsageDelta(const InstrRUsageDelta &delta) {
 239   int NC = delta.numCycles;
 240   sameAsClass = false;
 241
 242   // resize the resources vector if more cycles are specified
 243   unsigned maxCycles = this->numCycles;
 244   maxCycles = std::max(maxCycles, delta.startCycle + abs(NC) - 1);
 245   if (maxCycles > this->numCycles) {
 246     this->resourcesByCycle.resize(maxCycles);
 247     this->numCycles = maxCycles;
 248   }
 249
 250   if (NC >= 0)
 251     for (unsigned c=delta.startCycle, last=c+NC-1; c <= last; c++)
 252       this->resourcesByCycle[c].push_back(delta.resourceId);
 253   else
 254     // Remove the resource from all NC cycles.
 255     for (unsigned c=delta.startCycle, last=(c-NC)-1; c <= last; c++) {
 256       // Look for the resource backwards so we remove the last entry
 257       // for that resource in each cycle.
 258       std::vector<resourceId_t>& rvec = this->resourcesByCycle[c];
 259       int r;
 260       for (r = rvec.size() - 1; r >= 0; r--)
 261         if (rvec[r] == delta.resourceId) {
 262           // found last entry for the resource
 263           rvec.erase(rvec.begin() + r);
 264           break;
 265         }
 266       assert(r >= 0 && "Resource to remove was unused in cycle c!");
 267     }
 268 }